机试，vector迭代器

在C++里，std::vector 迭代器是一种强大的工具，用于遍历和操作 std::vector 容器中的元素。以下详细介绍 std::vector 迭代器的相关知识：

1. 迭代器的基本概念

迭代器是一种对象，它提供了一种统一的方式来访问容器中的元素，而无需关心容器的具体实现细节。对于 std::vector 来说，迭代器就像是一个指向元素的指针，允许你按顺序访问 vector 里的每个元素。

2. 迭代器的类型

• 正向迭代器：可以从 vector 的起始位置向末尾方向遍历元素。
• 反向迭代器：可以从 vector 的末尾位置向起始方向遍历元素。

3. 获取迭代器

• begin()：返回指向 vector 第一个元素的迭代器。
• end()：返回指向 vector 最后一个元素之后位置的迭代器，通常用于判断是否遍历结束。
• rbegin()：返回指向 vector 最后一个元素的反向迭代器。
• rend()：返回指向 vector 第一个元素之前位置的反向迭代器。

4. 正向迭代器的使用示例

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 获取指向第一个元素的迭代器
    std::vector<int>::iterator itBegin = vec.begin();
    // 获取指向最后一个元素之后位置的迭代器
    std::vector<int>::iterator itEnd = vec.end();

    // 使用迭代器遍历 vector
    for (std::vector<int>::iterator it = itBegin; it != itEnd; ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // C++11 及以后可以使用 auto 关键字简化迭代器类型
    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

代码解释：

• std::vector<int>::iterator 定义了一个 vector<int> 类型的正向迭代器。
• vec.begin() 返回指向 vector 第一个元素的迭代器，vec.end() 返回指向 vector 最后一个元素之后位置的迭代器。
• 通过 *it 可以访问迭代器所指向的元素。
• ++it 使迭代器指向下一个元素。

5. 反向迭代器的使用示例

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 获取指向最后一个元素的反向迭代器
    std::vector<int>::reverse_iterator ritBegin = vec.rbegin();
    // 获取指向第一个元素之前位置的反向迭代器
    std::vector<int>::reverse_iterator ritEnd = vec.rend();

    // 使用反向迭代器遍历 vector
    for (std::vector<int>::reverse_iterator rit = ritBegin; rit != ritEnd; ++rit) {
        std::cout << *rit << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 使用 auto 关键字简化迭代器类型
    for (auto rit = vec.rbegin(); rit != vec.rend(); ++rit) {
        std::cout << *rit << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

代码解释：

• std::vector<int>::reverse_iterator 定义了一个 vector<int> 类型的反向迭代器。
• vec.rbegin() 返回指向 vector 最后一个元素的反向迭代器，vec.rend() 返回指向 vector 第一个元素之前位置的反向迭代器。
• 反向迭代器使用 ++ 操作符时，实际上是向 vector 的起始方向移动。

6. 迭代器的其他操作

• 解引用操作符 *：用于访问迭代器所指向的元素。
• 递增操作符 ++：使迭代器指向下一个元素（正向迭代器）或前一个元素（反向迭代器）。
• 比较操作符 == 和 !=：用于判断两个迭代器是否相等或不相等，通常用于循环条件判断。
• 算术操作符（仅随机访问迭代器）：std::vector 的迭代器是随机访问迭代器，可以使用 +、-、+=、-= 等算术操作符，例如 it + 2 可以让迭代器向前移动两个位置。

7. 迭代器失效问题

在使用迭代器时需要注意迭代器失效的问题。当对 vector 进行插入或删除操作时，可能会导致迭代器失效。例如，在插入元素时，如果 vector 的容量发生改变，原来的迭代器就会失效。因此，在进行插入或删除操作后，需要重新获取有效的迭代器。

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
    auto it = vec.begin();

    // 插入元素，可能导致迭代器失效
    vec.insert(it, 0);

    // 重新获取迭代器
    it = vec.begin();

    for (; it != vec.end(); ++it) {
        std::cout << *it << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

通过合理使用迭代器，可以方便地对 std::vector 中的元素进行遍历、访问和修改等操作。